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Java设计模式之＜建造者模式＞

ds 2025/7/29 6:55:59

1、建造者模式

2、建造者模式结构

3、实现

4、工厂模式对比

5、适用场景差异

前言

建造者模式是一种创建型设计模式。用于封装复杂对象的构建过程，通过步骤构建产品类。它包括产品类、抽象建造者、具体建造者和指挥者角色。

优点在于灵活性、解耦和易扩展，缺点是增加工作量和效率较低。适用场景如构建套餐、字符串动态构建、StreamAPI操作等。

1、建造者模式

（Builder Pattern）建造者模式定义：封装一个复杂对象构造过程，并允许按步骤构造。

将一个复杂对象的构建（如何分步组装）和其表示（最后生成的产品）分离。使同样的构建过程可以创建不同表现（参数组合）的对象。

针对复杂对象，构建流程有“步骤”，可以按需改变每一步内容或顺序
最终可以生成不同个性化的产物（同样流程，不同参数或细节）

2、建造者模式结构

如下所示：

Product（产品类）：最终要建造的复杂对象。
Builder（抽象建造者）：定义构建产品各部分的接口。
ConcreteBuilder（具体建造者）：实现 Builder 接口，每步怎么造。
Director（指挥者）：决定调用哪些步骤，以及什么顺序，控制“组装流程”。

3、实现

假设建造一个定制汉堡（面包、肉、蔬菜、酱料等均可变），可以有不同套餐。

1. 产品类

class Burger {private String bread;private String meat;private String vegetable;private String sauce;// setter/getter略@Overridepublic String toString() {return "Burger{" +"bread='" + bread + '\'' +", meat='" + meat + '\'' +", vegetable='" + vegetable + '\'' +", sauce='" + sauce + '\'' +'}';}
}

2. 抽象建造者

interface BurgerBuilder {BurgerBuilder chooseBread(String bread);BurgerBuilder chooseMeat(String meat);BurgerBuilder chooseVegetable(String vegetable);BurgerBuilder chooseSauce(String sauce);Burger build();
}

3. 具体建造者

class DefaultBurgerBuilder implements BurgerBuilder {private Burger burger = new Burger();@Overridepublic BurgerBuilder chooseBread(String bread) {burger.setBread(bread);return this;}@Overridepublic BurgerBuilder chooseMeat(String meat) {burger.setMeat(meat);return this;}@Overridepublic BurgerBuilder chooseVegetable(String vegetable) {burger.setVegetable(vegetable);return this;}@Overridepublic BurgerBuilder chooseSauce(String sauce) {burger.setSauce(sauce);return this;}@Overridepublic Burger build() {return burger;}
}

4. 指挥者 Director（可选）

如果产品组合很复杂，可以有个指挥者预设“套餐”：

class BurgerDirector {public Burger createCheeseBeefBurger(BurgerBuilder builder) {return builder.chooseBread("芝麻面包").chooseMeat("牛肉").chooseVegetable("生菜").chooseSauce("芝士酱").build();}// 也可有 createSpicyChickenBurger() ...
}

5. 客户端使用

public class TestBuilder {public static void main(String[] args) {BurgerBuilder builder = new DefaultBurgerBuilder();// 自定义装配Burger burger = builder.chooseBread("全麦").chooseMeat("鸡肉").chooseVegetable("番茄").chooseSauce("千岛酱").build();System.out.println(burger);// 使用预定义指挥者装配套餐BurgerDirector director = new BurgerDirector();Burger cheeseBurger = director.createCheeseBeefBurger(new DefaultBurgerBuilder());System.out.println(cheeseBurger);}
}

结果输出：

Burger{bread='全麦', meat='鸡肉', vegetable='番茄', sauce='千岛酱'}
Burger{bread='芝麻面包', meat='牛肉', vegetable='生菜', sauce='芝士酱'}

4、工厂模式对比

特点：

创建对象时，一次性指定参数，直接new或工厂create返回对象
不能灵活分步骤定制产物，组合变化很局限
适合产品结构简单、参数少、变化小的“快速生产”

简单工厂/工厂方法代码：

// 简单工厂
class BurgerFactory {public static Burger createCheeseBurger() {Burger b = new Burger();b.setBread("芝麻面包");b.setMeat("牛肉");b.setVegetable("生菜");b.setSauce("芝士酱");return b;}public static Burger createChickenBurger() { ... }
}// 使用
Burger burger = BurgerFactory.createCheeseBurger();

对比：

工厂模式：侧重产物种类，比如“要A还是B”，流程和细节厂内规定死了，客户端改不了。
建造者模式：侧重“每一步都能自由定制和变化”，组装细节自己掌握，可以一个build流程装不同产品，还能链式调用、流式风格。

5、适用场景差异

如下所示：

1、Lombok的@Builder注解

支持链式建造大对象。

2、StringBuilder/StringBuffer

3、MyBatis的SqlSessionFactoryBuilder

4、复杂业务DTO装配，配置文件装配器

5、Stream API：

将集合类转为stream流，通过一系列的中间操作和终止操作来生成最终结果。

总结

1、建造者模式适用于：

复杂对象的*组装、参数变化多、“按步构建”*的场景，强调流程可扩展、定制化强。

2、工厂模式适用于：

产品类目变化，强调“要什么生产什么”，但组装流程是固定的、透明的。

参考文章：

1、设计模式第10讲——建造者模式（Builder）-CSDN博客文章浏览阅读1.9w次，点赞68次，收藏204次。建造者模式是一种创建型设计模式，用于封装复杂对象的构建过程，通过步骤构建产品类。它包括产品类、抽象建造者、具体建造者和指挥者角色。优点在于灵活性、解耦和易扩展，缺点是增加工作量和效率较低。适用场景如构建套餐、字符串动态构建、StreamAPI操作等。代码示例展示了如何用建造者模式构建肯德基套餐。https://blog.csdn.net/weixin_45433817/article/details/131175862?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522a704756060a8db0d2183b3418eedf674%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=a704756060a8db0d2183b3418eedf674&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~top_positive~default-1-131175862-null-null.142^v102^control&utm_term=%E5%BB%BA%E9%80%A0%E8%80%85%E6%A8%A1%E5%BC%8F&spm=1018.2226.3001.4187